[發明專利]根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法

有效

• 申請號: 202110614902.4
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113325424B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 楊偉;林軍;鐘威
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S7/539
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發明提供一種根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法，包括步驟：S1：利用多波束測深系統測量人工魚礁群及人工魚礁群周圍海域的水深數據；S2：利用水深數據計算海底坡度；S3：根據海底坡度確定人工魚礁的分布，提取包絡線內的第一水深數據；S4：將第一水深數據與未投礁時的第二水深數據做差，得到人工魚礁的礁體高度并計算人工魚礁的占地面積；S5：將所述礁體高度和占地面積相乘計算所述人工魚礁的空方量計算單位魚礁的空方量和人工魚礁群的總空方量。本發明的一種根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法，利用多波束測深系統測得的高分辨率水深數據來確定魚礁分布，低成本、便捷地確定人工魚礁實際投放位置和實際空方量。

技術領域

本發明涉及海洋工程測算技術領域，尤其涉及一種根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法。

背景技術

人工魚礁是人為在海中設置的構造物，其目的是改善海域生態環境，營造海洋生物棲息的良好環境，為魚類等提供繁殖、生長、索餌和庇敵的場所，達到保護、增殖和提高漁獲量的目的。人工魚礁投放是人工魚礁建設過程中的重要環節之一，投放結果的優劣影響著人工魚礁功能的實現效果，目前，人工魚礁的投放往往是根據目測或者GPS定位，在投放過程中，受到海況條件以及投礁技術等各種因素的限制，人工魚礁實際的投放位置和設計位置之間存在較大誤差。在投放后，由于海底底質類型的不同，承載力也會不同，會造成其上覆構筑物在自身承重力或水動力等作用下，出現不同程度的沉降現象，造成人工魚礁測量評估量與實際投放量的差異。人工魚礁空方量的評估，關鍵在于精確獲取海底地形起伏情況，通過對比人工魚礁投放前后的海底地形的變化解算出實際投放結果。

多波束測深系統，是一種高精度測深儀器。利用發射換能器陣列向海底發射寬扇區覆蓋的聲波，利用接收換能器陣列對聲波進行窄波束接收，通過發射、接收扇區指向的正交性形成對海底地形的照射腳印，對這些腳印進行恰當的處理，一次探測就能給出與航向垂直的垂面內上百個甚至更多的海底被測點的水深值。該系統集成了高精度的定位傳感器、姿態傳感器和高分辨率的聲吶探頭，可實現全覆蓋高精度高效率的水下掃測工作。

現有的人工魚礁空方量估算需要用到多波束測深系統實現目標海域水深的測量，以及利用海底側掃聲吶探測系統探測海底地貌實體單元及其分布特征。在此基礎上，綜合解譯多波束測深系統和側掃聲吶探測系統的數據，基于ArcGIS軟件平臺的三維空間分析功能構建目標海域海底數字模型。在側掃聲吶探測系統對海底典型地貌實體單元辨識的配合下，圈劃出人工魚礁的分布，利用空間分析方法計算人工魚礁體積，最終獲得目標海域內所有已識別出的人工魚礁總投放空方量。

現有技術成本較高，需要用到海底側掃聲吶探測系統和ArcGIS軟件平臺。側掃聲吶探測系統有一定的使用成本。側掃聲吶探測系統能獲取高分辨率的海底地貌單元屬性信息，但在估算總體空方量時可以忽略魚礁單體的具體結構。ArcGIS作為一款商業軟件，使用時需要支付一定費用。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法，省去了側掃聲吶探測系統和ArcGIS軟件平臺，僅利用多波束測深系統測得的高分辨率水深數據計算海底坡度來確定魚礁分布，低成本、便捷地確定人工魚礁實際投放位置和實際空方量。

為了實現上述目的，本發明提供一種根據多波束水深數據估算人工魚礁空方量的方法，包括步驟：

S1：利用多波束測深系統測量人工魚礁群及所述人工魚礁群周圍海域的水深數據，所述人工魚礁群包括多個人工魚礁；

S2：利用所述水深數據計算海底坡度；

S3：根據所述海底坡度確定人工魚礁的分布，將一定范圍內的所述人工魚礁以包絡線來隔離區分成單位魚礁，提取所述包絡線內的第一水深數據；

S4：將所述第一水深數據與未投礁時的第二水深數據做差，得到所述人工魚礁的礁體高度并計算所述人工魚礁的占地面積；